基于地基激光雷达辅助有效冠信息的单木生物量反演研究

发布时间：2022-10-21 10:28

　　生物量体现了森林的生产经营状况,对于评估森林生产力和碳储量至关重要。有效冠是在树冠中处于枝、叶垂直分布密度最大的林冠层之下限高度以上,并对树木生长起主要作用的冠,所以在生物量方程中加入有效冠信息有助于提高生物量的反演精度。由于树冠在水平与垂直方面均存在空间异质性,而且结构复杂导致直接测量有效冠费时费力,树冠参数无法用传统测量方法准确获得,地基激光雷达（TLS）可以获得从森林冠层表面到林下地形之间详细的森林三维结构信息,使得重建单木的真实空间结构成为可能。文本以黑龙江省桦南县孟家岗林场6块人工落叶松样地为研究对象（样地面积0.06～0.12公顷,样木数63～96棵/块）。利用TLS扫描获得单木的三维点云,从点云中提取不同高度的树冠参数,确定有效冠的位置,进而证明在遥感对地观测树木单木胸径难以获取情况下,在树高单因子生物量模型基础上引入有效冠信息,有效提高生物量反演精度。结果表明本文提取的树冠参数与生物量有较强的相关性,最低接触高与有效冠高度相近,引入有效冠参数的模型精度提高明显（调整后R2从0.846提高到0.910,RMSE从0.372kg降低到0.286kg）。最优的生物量反演模型包... 

【文章页数】：44 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 激光雷达系统及研究现状
        1.2.1 单木树高提取
        1.2.2 树冠三维重建
        1.2.3 冠幅提取
        1.2.4 树冠表面积和体积
        1.2.5 单木生物量
    1.3 发展趋势与展望
    1.4 研究内容
    1.5 研究技术路线图
2 研究区概况及数据来源
    2.1 自然地理概况
    2.2 森林资源概况
    2.3 现地调查
    2.4 地基激光雷达数据
    2.5 背包激光雷达数据
    2.6 本章小结
3 研究方法
    3.1 地基激光雷达数据预处理
    3.2 单木匹配
    3.3 单木参数精度检验
    3.4 单木生物量推导
    3.5 树冠参数提取
    3.6 模型建立方法
    3.7 本章小结
4 结果与分析
    4.1 单木匹配结果
    4.2 单木参数提取结果与分析
        4.2.1 胸径提取结果与分析
        4.2.2 树高提取结果与分析
    4.3 模型参数选择
    4.4 有效冠相关参数的生物量模型反演分析
    4.5 本章小结
5 讨论与结论
    5.1 讨论
    5.2 结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]运用无人机激光雷达数据提取落叶松树冠特征因子及树冠轮廓模拟[J]. 全迎,李明泽,甄贞,郝元朔.  东北林业大学学报. 2019(11)
[2]长白落叶松人工林有效冠高的确定及其影响因子[J]. 白东雪,刘强,董利虎,李凤日.  北京林业大学学报. 2019(05)
[3]地基激光雷达提取单木冠层结构因子研究[J]. 王佳,张芳菲,高赫,吕春东.  农业机械学报. 2018(02)
[4]基于UAV高分影像的杨树冠幅提取及相关性研究[J]. 李赟,温小荣,佘光辉,林国忠.  林业科学研究. 2017(04)
[5]激光雷达森林参数反演研究进展[J]. 李增元,刘清旺,庞勇.  遥感学报. 2016(05)
[6]结合航空影像纹理和光谱特征的单木冠幅提取[J]. 张凝,冯跃文,张晓丽,樊江川.  北京林业大学学报. 2015(03)
[7]三维激光扫描技术在提高林木产量方面的应用[J]. 何桂珍,杨军.  林业资源管理. 2014(05)
[8]基于Worldview-2影像的林木冠幅提取与树高反演[J]. 孙华,鞠洪波,张怀清,凌成星.  中南林业科技大学学报. 2014(10)
[9]长白落叶松树冠体积和表面积模型[J]. 吴明钦,孙玉军,郭孝玉,蔡兆炜,郭韦韦.  东北林业大学学报. 2014(05)
[10]基于地面激光雷达点云数据的单木三维建模综述[J]. 黄洪宇,陈崇成,邹杰,林定.  林业科学. 2013(04)

博士论文
[1]长白落叶松人工林树冠结构及生长模型研究[D]. 郭孝玉.北京林业大学 2013

硕士论文
[1]基于地面激光雷达点云的单树三维几何建模研究[D]. 王晓辉.福州大学 2014



本文编号：3695460